晶硅电池制备工艺切片制绒扩散PPT课件

.,1,太阳能电池是一种将太阳光能直接转换为电能的半导体器件,太阳能电池,.,2,光伏产业链,.,3,单晶电池片生产过程,制绒,清洗甩干,扩散,刻蚀和去磷硅玻璃,PECVD,丝网印刷背电极,丝网印刷背电场,丝网印刷正面电极,分类检测,包装,原始硅片,.,4,多晶电池片生产过程,制绒,清洗甩干,扩散,刻蚀和去磷硅玻璃,PECVD,丝网印刷背电极,丝网印刷背电场,丝网印刷正面电极,分类检测,包装,原始硅片,.,5,6.1硅片生产工艺（及主要设备）,工艺流程：硅锭（硅棒）-切块（切方）-倒角抛光-粘胶-切片-脱胶清洗-分选检验包装,工艺简介：切块切方：将硅锭或者硅棒切成适合切片的尺寸，一般硅锭切成25块（主流）。倒角抛光：将晶柱的圆面棱角研磨成符合要求的尺寸，对表面进行抛光处理，从而获得高度平坦的晶片。粘胶：用粘附剂把晶柱固定在由铝板和玻璃板组成的夹具上，自然硬化或用恒温炉使其硬化。,.,6,切片：把晶柱切割成硅片，切割的深度要达到夹具上的玻璃板，以便在之后的程序中把硅片和玻璃板分开。脱胶清洗：用清水清洗切成的硅片，再用热水浸泡，使硅片与玻璃板分开。分选检验包装：抽样检查厚度、尺寸、抗阻值等指标，全部检查破损、裂痕、边缘缺口，挑选出符合要求的硅片进行包装。,.,7,主要设备介绍,1、切方机切方机是用来对硅棒、硅锭进行切割的设备。该设备目前在国内已实现规模化生产，上海日进、上海汉虹、大连连城、北京京仪世纪等公司已有成熟的产品投入市场。一条50MW的硅片生产线需要配1台切方机即可，国产设备价格为280万元左右。2、多线切割机多线切割机是目前市场上用于切片最主流，也是最先进的设备。它的基本原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而将硅棒等硬脆材料一次同时切割为数千片薄片的一种切割加工方法。多线切割由于其更高效、更小切割损失以及更高精度的优势，适用于切割贵重、超硬材料。近十年来已取代传统的内圆切割成为硅片切割加工的主要方式。在光伏行业切片领域，到2009年底国内市场基本被瑞士的HCT、MeyerBurger（梅耶博格）和日本的NTC所统治。近年来国内设备厂家上海日进、电子集团45所、兰州瑞德、无锡开源、大连连城、北京京联发、湖南宇晶等也陆续推出了多线切割机样机。,.,8,修边切方,.,9,切片,在切割中，对钢线施加适当的张力，使钢线来回拉动。,使用线切割机进行切片,钢线带动浆料（油及SiC），使其对晶棒进行切割。浆料不仅是研磨剂，还带走研磨中的热量。占整个切片成本的25%35%。,太阳能电池厚度为200280m。钢线直径180m，碳化硅为530m。,.,10,半成品库,切断,检验,切方,自检,滚圆,不合格,检验,合格,合格,不合格,准方棒粘接,切片,自检,脱胶预清洗,插片,超声波清洗,检验,合格,包装,成品库,不合格,单晶硅片生产工艺流程,.,11,切断,开方,切片,硅片,.,12,半成品库,硅锭粘接,脱胶,切断（去头尾）,检验,合格,准方棒粘接,切片,自检,脱胶预清洗,插片,超声波清洗,检验,合格,包装,成品库,不合格,多晶硅片生产工艺流程,破锭,边皮料,磨面,头尾料,不合格,倒角,.,13,太阳能级单多晶硅片技术参数规格(尺寸)(mm)125*125；156*156导电类型P型；N型晶向及晶向偏差2电阻率范围(欧母厘米)少子寿命(us)氧含量(atoms/cm2)碳含量(atoms/cm2)位错密度(个/cm2)晶体硅片边长(mm)125*1250.5；156*1560.5对角线(mm)1500.5；2200.5中心厚度值(um)20030厚度偏差(um)TTV40，边缘6mm处测量弯曲度BOW(um)70锯痕深度(um)15外观状况无油污、无孔洞钝形缺角类缺陷长度1.5mm1mm,每片缺陷数量5个V型缺角类缺陷0,.,14,开方介绍,硅锭,硅棒,.,15,.,16,切片机介绍,.,17,切片原理切片的原理及过程：利用切割钢丝带动砂浆，利用砂浆中SiC微粒与晶棒进行摩擦，达到切割的目的。并不是钢丝切割晶棒，钢丝的摩尔硬度为5.5左右，单晶硅的摩尔硬度为6.5左右，而SiC的摩尔硬度为9.25-9.5左右，因此钢丝是切割不了晶棒的.,.,18,设备基本特性和技术参数工件工件尺寸156*L320mm并排2根长度最大320mm切割线切割线直径0.12-0.16mm切割线长度根据要求而定切割线速度可编程设定，600m/min正向和反向切割(自动反向)总循环时间可编程设定切割线张紧力10-25N主辊主辊轴承特殊滚柱轴承、水冷式主辊直径200-215mm主辊长度320mm主辊重量约29kg主辊数量2,.,19,进给工作行程最大300mm/min进给速度0.1-2mm/min,可编程设定快速进给速度300mm/min浆液供应浆液箱容量200升浆液温度受控泵流量在25C时，最大达180l/min浆液冷却通过热交换器控制系统类型PLC控制。,各工艺流程-线切部分线切部分的主要组成单元主要由：放线部分收线部分线网系统冷却交换系统切削液循环供给系统压缩空气洁净系统组成。各单元的构成及作用a放线系统,.,20,放线系统图,各线轮作用放线工字轮：定位放线轮，不摆动、跳动。轴棍摩擦力可调，由一个驱动电机带动，起、制动及正常运行时，通过饲服电机使得与导轮保持同步。排线过线轮：通过对饲服电机的控制使排线过线轮的钢丝人口始终与放线工字轮的钢丝出口保持水平状态,.,21,Dancer（涨力）：通过Dancer的摆动，动态调节系统的放线张力，基本维持在22N。同时，可缓冲排线Pitch不均而对放线张力的实时微扰。张力测试轮：轮内加装了一个压力传感器，把检测到的信号经处理后，显示到LED显示屏上，直观地观测其实际放线张力。同时，把此信号与给定信号比较，其差值的正、负、大、小再去调节放线张力，直到实际放线张力与设定值一致。（实际上是一个压力闭环系统）导向过线轮：通过该轮使切割钢丝平滑地过渡到线网导轮上。同时，定位了线网槽轮的人线位置。,b收线系统收线系统图,.,22,C线网部分,线网的基本知识线网作用：把线网中每一根钢丝作为载体，把切削液均匀的带入线网中，通过钢丝、砂、硅之间的相对运动（滑动、滚动），达到切割硅棒的目的。所以，线网必须保持一定的张力，必须稳定，不能松动，更不能跳线。线网稳定性对产品的合格率，减少断丝率至关重要。线网张力：理论上由放线张力决定，但由于槽轮与钢丝间存在摩擦力，在切割过程中会建立7mm左右的线弓，加上钢丝在一定张力下的延伸性与硬质塑料材质的槽轮在一定压力下的挤压，实际线网张力会大于放线张力。,.,23,线网槽轮的基本知识槽轮作用：让线网钢丝部分埋入不至滑动、跳线，起到较好的稳定作用。槽轮材质：表面是高耐磨的聚氨酯涂层。槽轮的槽距、槽深、槽角、槽宽：（以200m厚的硅片为例）槽距：由硅片厚度、线径、砂粒度等因素决定。对应的槽距W=0.345mm槽深：如图，槽深h=0.16mm槽角：如图，槽角=81.9度槽宽：如图，根据槽深、槽角求得槽宽W=2*0.16*tg(81.9)=0.27768mm,.,24,线网两导轮如何实现同步？如图，主动轮与从动轮由各自的电机驱动，但主动轮只与系统的给定值有关，而从动轮则以主动轮作为的速度为目标，槽轮线网钢丝受力图通过伺服系统对主动轮不断跟随，直到两轮的速度一致。即：F1=F2。如果，两者不同步，则F1F2，若F1F2,说明，从轮太快，调节使槽轮减速；反之，亦然。所以，实际情况是，从轮速度围绕主轮在波动中跟随，实现相对同步。钢丝的张力也随着小幅波动。,导轮线网钢丝受力图,切片的主要辅助材料及用途a切割线（钢线）:主要作用缠绕在设导轮上作为载体带动砂浆对硅棒进行研磨切削。,.,25,b切削液（PEG）三大特性：（1）冷却（2）润滑（3）吸附C碳化硅（SIC）硬度较高成不规则颗粒状与PEG按一定比例混合后吸附在线网上随着线网高速运行形成很强的切削能力砂浆的定义：切削液和碳化硅按照一定比例均匀混合配置砂浆的要求：砂浆车间的温度应控制在25，湿度应控制在40%以下，保持车间的卫生及清洁度，并且在整个配浆过程中要控制作业的清洁度，在配制过程中佩戴好要求的劳保用品。配制砂浆前要保证SiC在烘箱内烘干6小时以上，以达到去除水分，保证SiC颗粒不结成块状，与切割液搅拌时混合均匀。,.,26,d胶水胶水是为了让硅棒通过切割垫块（如：玻璃基板）牢固的粘接到工件连接件上，保证在切片过程中不掉棒（整根硅棒可能报废），不松动（会严重影响硅片的质量）。,硅棒粘接的长度与线切机型号和硅棒的自身长度、规格有关。切割（基板）垫块：主要一般为玻璃，本身没有特别的要求，但通常表面粗糙一点的玻璃其表面积较大，故粘合效果会更好。,.,27,切削的主要因素由切削液以及碳化硅混合后砂浆的切割能力、钢线的张力、钢线运行速度和工件进给速度是影响切削的主要因素。钢线的高速运动促使悬浮液携带着带有棱角的碳化硅颗粒以不断滚动的方式进入切割区，从而产生很强切削能力，钢线上加有一定的张力，使碳化硅磨料一般只沿钢线运动的方向逐渐对工件进行一次次切削，使工件沿细钢线的缝隙被切成一个个薄片，碳化硅磨料对钢线侧向影响很小，所以薄片表面并看不到切割痕迹。,机械参数对硅片的切割影响控制晶片质量的四个重要参数：钢线的张力、钢线的运动速度、工件的进给速度、砂浆切割能力。,a钢线的张力钢线张力的产生机构是由两条带有力矩马达或配重的两条张力臂组成的，是一个由PLC控制反馈系统，以便适当地控制钢线的张力。,.,28,b钢线的运动速度和钢线张力不同，一般机床的钢线运动可以根据需要分为往复运动和单向运动两种形式，在单向运动的情况下，钢线始终保持一个速度和方向运动；在钢线往复运动的情况下，钢线速度是一个先由零点沿一个方向很快（一般2到3秒）加速到规定速度，运行一段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，停顿短暂时间（一般为0.2秒），然后再慢慢地反方向加速到规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点停顿短暂时间（一般为0.2秒）的周期循环过程。线切割机的切割效率在碳化硅切割能力内是随着钢线速度的提高而提高的，超出碳化硅的切割能力范围过快容易造成钢线摆动幅度过大，碳化硅颗粒难以黏附，薄片表面质量下降。超出碳化硅的切割能力范围过慢，切割能力跟不上工件的进给，不仅断线几率增加，而且会造成薄片表面质量严重下降。因此，钢线速度必须和碳化硅的切割能力保持一致，这需要根据经验来判断,一般钢线的张力对切割的影响主要有一下3种形式：如果钢线的张力过小，将会导致钢线弯曲度增大，既线弓过大，钢线对晶棒产生的压力减少，切割效率下降。同时钢线摆动幅度增大，工件的厚度变化加剧，线痕片增多，晶片变的参差不齐。如果钢线张力过大，钢线的断线几率会大大增加。而且钢线携带的碳化硅颗粒会难以进入锯缝，造成硅片质量下降或切割效率降低。张力系统使用一段时间以后，很容易造成零点偏移，使钢线张力变化过大，这样一是容易造成断线，二是硅片质量难以保证，要及时校正。,.,29,C工件的进给速度工件的进给速度是整个切割时间的主要决定因素。但是工件进给速度的大小不是一个独立的参数，而是与钢线的运动速度以及所用砂浆的切割能力息息相关的，而且有时候还要根据工件形状在进给的不同位置采用不同的进给速度（例如：为保证圆形工件的表面TTV，可以在开始和结束其横截面变小时提高工件进给，在中间位置其截界面变大时降低工件进给速度。）。所以考虑工件的进给速度时一定要兼顾考虑钢线的运动速度、砂浆的切割能力、工件的形状以及工件的截面大小等因素。其过快和过慢产生的后果正好与钢线运动速度相反。,.,30,超声波清洗,超声波清洗主要目的,去除硅片表面的颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子、硅粉粉尘等,超声波清洗基本原理,利用28KHz以上的电能，经超声波换能器转换成高频机械振荡而传入到清洗液中。超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射，使液体流动，并不停地产生数以万计的微小气泡。这些气泡是在超声波纵向传播的负压区形成及生长，而在正压区迅速闭合。这种微小气泡的形成、生成迅速闭合称为空化现象，在空化现象中气泡闭合时形成超过1000个大气压的瞬时高压，连续不断产生的瞬时高压，像一连串小爆炸不停地轰击物体表面，使物体及缝隙中的污垢迅速剥落。这种空化侵蚀作用就是超声波清洗的基本原理,.,31,超声波清洗机介绍,.,32,超声波清洗工艺路线1#市水超声清洗2#市水超声清洗3#药剂+RO水（超声清洗）4#药剂+RO水（超声清洗）5#药剂+RO水（超声清洗6#RO水超声漂洗7#RO水鼓泡漂洗甩干超声波清洗设备整个清洗分成3道工序，每道工序一般持续时间为35min：第一道（1#，2#）：超声波清水洗-去除残留杂质第二道（3#，4#，5#）：超声波PH=10的碱液洗-去除残留酸、脂类杂质第三道（6#，7#）：超声波清水洗：漂洗洁净超声波清洗后甩干：通过高速离心力原理，机内高温加热，使硅片快速干燥。,.,33,切片常用的概念与知识a片厚，出片率，合格率理论片厚导轮槽距-钢线直径-3.5*砂浆颗粒度出片数合格片不合格片出片率（合格片不合格整片）/理论出片100合格率合格片/理论出片100理论出片硅棒实际长度/导轮槽距,.,34,b不合格品与描述不合格片的主要表现：线痕片：在硅片表面有较明显细小横向或斜向印痕。崩边片：是指在线切过程中，硅片边缘受内部应力或外部力量的影响而导致脆断。边缘片：是指在线切或清洗、检测环节中，导致硅片边缘受损。（造成原因下述）穿孔片：指硅片表面出现的小孔翘曲片：指由于硅棒本身的质量问题，切好的硅片会由于内部未消除应力的释放而造成硅片凹凸不平，或造成波浪形。外形尺寸：有些硅片的外形尺寸（对角线或边长）如果达不到客户的尺寸要求，虽然其他都没有问题，但照样是不合格品。TTV：是检测硅片厚薄均匀性的唯一指标。（有专门的TTV检测仪，固定的检测方法-5点检测法-9点检测法）硅落：指硅片的最外延有较小面积的硅脱落现象缺角：指硅片的一个或几个角有折断现象碎片：指硅片出现严重的断裂情况,.,35,6.2清洗制绒(超声波清洗减薄喷淋绒面),制绒工艺目的：在太阳能硅片的生产工艺中，为了降低硅片表面对太阳光的反射，提高硅片表面对太阳光的吸收率，从而提高光电转换效率，故对硅片表面进行织构化绒面制备处理，简称制绒,多晶绒面为凹凸蜂窝状,单晶绒面为金字塔状,.,36,制绒,甩干,观察绒面,检验硅片尺寸,测厚度,称重,清洗,装片,.,37,切割损伤层的腐蚀（初抛）,线切割损伤层厚度可达10微米左右。一般采用20%的碱溶液在90条件腐蚀0.51min以达到去除损伤层的效果,此时的腐蚀速率可达到610um/min。初抛时间在达到去除损伤层的基础上尽量减短，以防硅片被腐蚀过薄。对于NaOH浓度高于20%W/V的情况，腐蚀速度主要取决于溶液的温度，而与碱溶液实际浓度关系不大。,.,38,若损伤层去除不足会出现3种可能情况：残余缺陷、残余缺陷在后续高温处理过程中向材料深处继续延伸、切割过程中导致的杂质未能完全去除。硅酸钠的热导性很差。一般硅酸钠超过一定的量时，腐蚀产生的热量超过从溶液表面和容器侧面所散发的热量，使溶液的温度持续升高。所以初抛液必须定期更换或排出部分溶液。,.,39,制绒：表面织构化,单晶硅片表面的金字塔状绒面,单晶硅片表面反射率,.,40,绒面腐蚀原理,利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌，就称为表面织构化。角锥体四面全是由111面包围形成。反应式为：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2,.,41,角锥体形成原理,角锥体的密度和它们的几何特征同时影响着太阳电池的陷光效率和前表面产生反射损失的最低限。尺寸一般控制在315微米。推测腐蚀反应期间的产物氢气泡的发展对角锥体的形成起着重要的作用。气泡粘附在硅片表面，它们的掩蔽作用导致了溶液的侧向腐蚀，这是角锥体形成过程的要素。,.,42,绒面光学原理,制备绒面的目的：减少光的反射率，提高短路电流（Isc），最终提高电池的光电转换效率。陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角度的斜面，形成二次或者多次吸收，从而增加吸收率。,.,43,绒面陷光原理：当光入射到一定角度的斜面，光会反射到另一角的斜面，形成二或者多次吸收，从而增加光的吸收率,陷光原理图示,.,44,影响绒面质量的关键因素,NaOH浓度无水乙醇或异丙醇浓度制绒槽内硅酸钠的累计量制绒腐蚀的温度制绒腐蚀时间的长短槽体密封程度、乙醇或异丙醇的挥发程度,.,45,超声波清洗,机械切片以后会在硅片表面形成1040微米的损伤层，且表面有油脂、松香、石蜡、金属离子等杂质。工艺目的；主要是去除油脂、松香、石蜡等杂质。工艺原理；超声振动使油珠滚落，物理去油。条件；去离子水一定量，温度6090，时间1040min。,.,46,超声波清洗机,设备要求：稳定性好，精确度高（温度、时间），操作方便（换水方便）。,.,47,减薄,工艺目的；去除表面损伤层和部分杂质。工艺原理；利用硅在浓NaOH溶液中的各向同性腐蚀除去损伤层。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2工艺条件；生产常用NaOH溶液质量分数为20%左右，温度855，时间0.23min具体据原始硅片的厚度和表面损伤情况而定。,.,48,绒面,目的；制作绒面，减少反射，提升硅片对光吸收效率。原理；利用Si在稀NaOH溶液中的各向异性腐蚀，在硅片表面形成无数个36微米的金字塔结构，这样光照在硅片表面便会经过多次反射和折射，增加了对光的吸收。条件；生产常用NaOH质量分数1%左右，Na2SiO31.5%2%，乙醇或异丙醇每次约加200400ml(50L混合液）。温度855,时间1545min，具体工艺据硅片种类、减薄后厚度和上次生产情况而定。质量目标：绒面后硅片表面颜色深灰无亮点、均匀、气泡印小，无篮脚印、白花等现象。400倍显微镜下大小符合标准，倒金字塔结构均匀。,.,49,酸洗,目的；去除硅片表面金属离子和绒面后的残留药液，原理；主要利用的是酸碱中和反应。条件；10%盐酸，时间10min,.,50,漂洗,目的；去除氧化层（SiO2）。原理；SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O条件；HF溶液8%10%，时间10min。注清洗工艺每个小环节之后，均需用去离子水将硅片冲洗干净，以免残留药液影响倒下个小环节的正常进行。去离子水是指纯水，指的是将水中的强电解质去除并且将弱电解质去除到一定程度的水。其电阻率越大，电导率约小则级别越高。,.,51,清洗机,设备要求：稳定性好，精确度高，密闭性能好，有抽风装置，便于标准化生产，操作简单安全。,.,52,烘干,目的：烘干。原理：热吹风（75）去除硅片表面残留的水。,.,53,关键因素的分析NaOH的影响,制绒液中的乙醇或异丙醇、NaOH、硅酸纳三者浓度比例决定着溶液的腐蚀速率和角锥体形成情况。溶液温度恒定在80时发现腐蚀液NaOH浓度在1.54%范围之外将会破坏角锥体的几何形状。当NaOH处于合适范围内时，乙醇或异丙醇的浓度的上升会使腐蚀速率大幅度下降。,.,54,维持制绒液中乙醇的含量为10vol%，温度85，时间30分钟条件下：NaOH浓度5g/l时绒面形貌,.,55,NaOH浓度15g/l时绒面形貌,.,56,NaOH浓度55g/l时绒面形貌,.,57,绒面的平均反射率随NaOH浓度的变化,.,58,关键因素的分析硅酸钠的影响,硅酸钠在溶液中呈胶体状态，大大的增加了溶液的粘稠度。对腐蚀液中OH离子从腐蚀液向反应界面的输运过程具有缓冲作用，使得大批量腐蚀加工单晶硅绒面时，溶液中NaOH含量具有较宽的工艺容差范围，提高了产品工艺加工质量的稳定性和溶液的可重复性。硅酸钠在制绒溶液中的含量从2.5%30%wt的情况下，溶液都具有良好的择向性，同时硅片表面上能生成完全覆盖角锥体的绒面。,.,59,随着硅酸钠含量的增加，溶液粘度会增加，结果在硅片与片匣边框接触部位会产生“花篮印”，一般浓度在30%以下不会发生这种变化（NaOH浓度达到一定程度的基础上）。硅酸钠来源大多是反应的生成物，要调整它的浓度只能通过排放溶液。若要调整溶液的粘稠度，则采用加入添加剂乙醇或异丙醇来调节。,.,60,关键因素的分析乙醇或异丙醇的影响,气泡的直径、密度和腐蚀反应的速率限定了硅片表面织构的几何特征。气泡的大小以及在硅片表面停留的时间，与溶液的粘度、表面张力有关系。所以需要乙醇或异丙醇来调节溶液的粘滞特性。乙醇的含量在3vol%至20vol%的范围内变化时，制绒反应的变化不大，都可以得到比较理想的绒面，而5vol%至10vol%的环境最佳。,.,61,制绒液中NaOH的浓度为15克/升，反应温度85。无乙醇时的绒面形貌：,.,62,乙醇浓度3vol%时的绒面形貌,.,63,乙醇浓度10vol%时的绒面形貌,.,64,乙醇浓度30vol%时的绒面形貌,.,65,关键因素的分析不同时间制绒形貌的描述,经热的浓碱去除损伤层后，硅片表面留下了许多肤浅的准方形的腐蚀坑。1分钟后，金字塔如雨后春笋，零星的冒出了头；5分钟后，硅片表面基本上被小金字塔覆盖，少数已开始长大。我们称绒面形成初期的这种变化为金字塔“成核”。10分钟后，金字塔密布的绒面已经形成，只是大小不均匀，反射率也降到了比较低的水平。随着时间的延长，金字塔向外扩张兼并，体积逐渐膨胀，尺寸趋于均等。,.,66,制绒液中含有15克/升的NaOH和10vol%的乙醇，温度85经过1min制绒的表面形貌,.,67,经过5min制绒的表面形貌,.,68,经过10min制绒的表面形貌,.,69,经过30min制绒的表面形貌,.,70,不同时间制绒后，硅片的反射谱,.,71,工艺控制方法,若出现雨点状的斑点，只要加入少量乙醇或异丙醇即可消除。若硅片上端部分光亮，表明液位不够或溶液粘稠度过大，使篮框漂浮起来。若硅片表面有流水印，说明溶液内硅酸钠过量，适当加大NaOH的用量；还有可能喷淋效果不理想。,.,72,硅酸钠含量的检测,硅酸钠具体含量测量是没必要的，只要判定它的含量是否过量即可。实验是用100%的浓盐酸滴定，若滴定一段时间后出现少量絮状物，说明硅酸钠含量适中；若滴定开始就出现一团胶状固体且随滴定的进行变多，说明硅酸钠过量。,.,73,制绒岗位须知与步骤,制绒须知：了解清洗间使用的各种原辅料的特性（包括：硅片、HF酸、HCL酸、铬酸、酒精、硅酸钠），做到能正确辨别、正确使用。懂得各种溶液的配备及生产过程中的正确防护。保证送入扩散间的硅片与相应的流程卡一一对应，而且数据准确。懂得各操作记录及工序流程卡的正确填写，确保生产过程中的统计准确。制绒步骤：佩带防护眼镜、口罩、手套花篮准备将硅片防入花篮机器上料开始制绒制绒分钟开启制绒槽盖抽检一片目视制绒效果（有无白斑）将硅片放入槽中关闭槽盖放入水槽抽检一片氮气枪吹干电子显微镜观察绒面将硅片放入水槽开启制绒槽化学品加液关闭制绒槽盖制绒完毕填写表单,.,74,注意事项,.,75,制绒工艺要求：1.停机1小时以上，要将刻蚀槽的药液排到tank，减少药液的挥发。2.停机15分钟以上要用水枪冲洗碱槽喷淋及风刀，以防酸碱形成的结晶盐堵塞喷淋口及风刀。3.停机1h以上，要跑假片，至少一批（400片）且要在生产前半小时用水枪冲洗风刀处的滚轮，杜绝制绒后的片子有滚轮印。,.,76,扩散原理,扩散工艺是制造太阳能电池的心脏p-n结,6.3、扩散,.,77,什么是扩散？,定义扩散是一种由热运动所引起的杂质原子和基体原子的输运过程；由于热运动，把原子从一个位置输运到另一个位置，使基体原子与杂质原子不断地相互混合，从而改变基片表面层的导电类型。特征浓度差别的存在是产生扩散运动的必要条件，环境温度的高低则是决定扩散运动快慢的重要因素。扩散时间也是扩散运动的重要因素，时间愈长，扩散浓度和深度也会增加。扩散机制磷在硅中的扩散机制分为空位式扩散和替位填隙式扩散,.,78,替位填隙式扩散：硅片像海绵一样充满着许多空隙，硅原子之间存在着很大的缝隙；当磷进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，磷原子就以替代的方式占据着硅的位置。空位式扩散：在一定的温度下，构成晶体的原子围绕着自己的平衡位置不停地振动，其中总可以具有足够高的能量，克服周围原子对它的作用，离开原来的晶格位置，这样就在原来的位置上留下一个空位。当邻近的原子向空位迁移时，这种机理称为空位扩散。,.,79,喷涂磷酸水溶液后链式扩散丝网印刷磷浆料后链式扩散三氯氧磷（POCl3）液态源扩散而现在常用的是POCl3液态源扩散法，POCl3液态源扩散法具有生产效率较高、所制PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，这对于制作具有大面积PN结的太阳能电池是非常重要的。,扩散的方法:目扩散可以有多种方法实现，如合金法、离子注入法，扩散法。扩散工艺方法是现阶段企业主要应用的方法，其主要有：,.,80,POCl3简介,POCl3是目前磷扩散用得较多的一种杂质源无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。比重为1.67，熔点2，沸点107，在潮湿空气中发烟。POCl3很容易发生水解，POCl3极易挥发。,.,81,POCl3磷扩散原理,POCl3在高温下（600）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下：生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下：,由上面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下：生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。,在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为：POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。,POCl3液态源扩散方法具有生产效率较高，得到PN结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，这对于制作具有大面积结的太阳电池是非常重要的。,.,85,磷扩散工艺过程,清洗,饱和,装片,送片,回温,扩散,关源，退舟,方块电阻测量,卸片,.,86,取片,拿石英舟,上桨,装片,进炉,设置参数,测片,取片,流入下道工序传递箱,.,87,清洗,初次扩散前，扩散炉石英管首先连接TCA装置，当炉温升至设定温度，以设定流量通TCA60分钟清洗石英管。清洗开始时，先开O2，再开TCA；清洗结束后，先关TCA，再关O2。清洗结束后，将石英管连接扩散源瓶，待扩散。,.,88,饱和,每班生产前，需对石英管进行饱和。炉温升至设定温度时，以设定流量通小N2（携源）和O2，使石英管饱和，20分钟后，关闭小N2和O2。初次扩散前或停产一段时间以后恢复生产时，需使石英管在950通源饱和1小时以上。,.,89,装片,戴好防护口罩和干净的塑料手套，将清洗甩干的硅片从传递窗口取出，放在洁净台上。用吸笔依次将硅片从硅片盒中取出，插入石英舟。,.,90,送片,用舟叉将装满硅片的石英舟放在碳化硅臂浆上，保证平稳，缓缓推入扩散炉。,.,91,回温,打开O2，等待石英管升温至设定温度。,.,92,扩散,打开小N2，以设定流量通小N2（携源）进行扩散,.,93,关源、退舟,扩散结束后，关闭小N2和O2，将石英舟缓缓退至炉口，降温以后，用舟叉从臂桨上取下石英舟。并立即放上新的石英舟，进行下一轮扩散。如没有待扩散的硅片，将臂浆